Practicas Circuito Serie Rl

RESPUESTA EN REGIMEN PERMANENTE
DE UN CIRCUITO SERIE RL A LA
FUNCION EXCITATRIZ SENOIDAL.

OBJETIVOS.

• Observar el desplazamiento angular entre la tensión y la corriente en un circuito serie RL.

• Medir el desplazamiento angular o ángulo de fase entre la tensión y la corriente de un circuito serie RL.

• Confirmar experimentalmente que el valor Z de la impedancia de un circuitoserie viene dada por la ecuación,


• Comprobar que la dependencia entre Z, R y XL viene dada por la ecuación,



donde  es el ángulo entre R y Z.

• Comprobar experimentalmente que la impedancia compleja Z de un circuito RL serie es igual a,



• Verificar que las relaciones existentes en la magnitud de la tensión aplicada V, la caída de tensión VR, entre los extremos de laresistencia R, y la caída de tensión VL, entre los extremos de la inductancia L, están expresadas por las ecuaciones siguientes:







• Comprobar experimentalmente que el fasor de tensión aplicada V, a un circuito RL conectado en serie es igual a,



CONSIDERACIONES TEORICAS.

INTRODUCCION.


FIGURA No. 1. CIRCUITO SERIE RL, ALIMENTADO CON UNA FUENTE SENOIDAL.

La respuesta deun circuito serie RL, como el mostrado en la figura número 1, en régimen permanente, a una excitación senoidal, de la forma



en el dominio del tiempo está expresada por,


(1)

En está ecuación es el valor máximo de la onda senoidal de tensión y  es el ángulo, constante, de desplazamiento entre la senoide de tensión y lasenoide de corriente, y dado su signo negativo, tendremos que la curva de corriente está atrasada con respecto a la curva de tensión.

Por otro lado sabemos que el producto de la frecuencia angular y la inductancia, es igual a la reactancia inductiva, por lo que,



(2)

Expresando la excitación y su respuesta en el dominio de lafrecuencia, esto es, en forma fasorial, tendremos

(3)

(4)

Los fasores son cantidades complejas que expresan funciones del tiempo. Un fasor es un radio vector de magnitud constante, que gira a una velocidad constante y que tiene un extremo fijo en el origen.

El diagrama fasorial para un circuito RL se muestra en la figura número 2.FIGURA No. 2. DIAGRAMA FASORIAL DE UN CIRCUITO RL.

IMPEDANCIA Z DE UN CIRCUITO RL.

En general, a cualquier elemento pasivo o cualquier combinación de ellos, en un circuito de corriente alterna, se le denomina impedancia del circuito y es una medida de la oposición de los elementos de éste a la corriente a través de él.

La ley de Ohm extendida a los circuitos de corriente alternaestablece que la corriente en un circuito es igual a la razón de la tensión aplicada y la impedancia, esto es,

(5)

y (6)

La ecuación (6), nos da otra definición de la impedancia, la cual nos la enuncia como la razón del fasor tensión al fasor corriente, esto es,

(7)

Sustituyendo laecuación (4), en la ecuación (7) tenemos,

(8)

De aquí que la combinación de la resistencia y la reactancia es la impedancia del circuito.

La impedancia es una cantidad compleja que tiene dimensiones del Ohm. La impedancia no es un fasor, ya que no depende del tiempo.

En la figura No. 3, se muestra una gráfica donde se representa la resistencia, la reactanciainductiva y la impedancia. Para cualquier circuito RL, la resistencia aparecerá siempre en el eje real positivo y la reactancia inductiva en el eje imaginario positivo.


FIGURA No. 3. GRAFICA DE LA IMPEDANCIA.

De la figura No. 3, podemos ver que la impedancia la podemos expresar en forma rectangular como

(9)

Si en la figura No. 3 se conocen R y XL, se...